Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Włosi złapali neutrina z jądra Słońca i potwierdzili zachodzące w nim procesy

Recommended Posts

Dzięki wykryciu neutrin pochodzących z jądra Słońca fizycy byli w stanie potwierdzić ostatni brakujący element opisu fuzji zachodzącej wewnątrz naszej gwiazdy. Potwierdzili tym samym obowiązujący od dziesięcioleci model teoretyczny przewidujący, że część energii słonecznej pochodzi z łańcucha reakcji, w którym udział mają atomy węgla i azotu.

W procesie tym cztery protony łączą się w jądro helu. Dochodzi do uwolnienia dwóch neutrin, innych cząstek subatomowych i olbrzymich ilości energii. Ten cykl węglowo-azotowo-tlenowy (CNO) nie odgrywa większej roli w Słońcu, gdzie dzięki niemu powstaje mniej niż 1% energii. Uważa się jednak, że gdy gwiazda się starzeje, zużywa wodór i staje się czerwonym olbrzymem, wówczas rola cyklu CNO znacząco rośnie.

O odkryciu poinformowali naukowcy pracujący przy włoskim eksperymencie Borexino. To wspaniałe, że udało się potwierdzić jedno z podstawowych założeń teorii dotyczącej gwiazd, mówi Marc Pinsonnealut z Ohio State University.

Borexino już wcześniej jako pierwszy wykrył neutrina pochodzące z trzech różnych etapów reakcji zachodzącej w Słońcu, która odpowiada za produkcję większości energii naszej gwiazdy. Dzięki obecnemu odkryciu Borexino w pełni opisał dwa procesy zasilające Słońce, mówi rzecznik eksperymentu Gioacchino Branucci z Uniwersytetu w Mediolanie. Kończymy wielkim bum!, dodał Marco Pallavicini z Uniwersytetu w Genui. Może to być bowiem ostatnie odkrycie Borexino, któremu grozi zamknięcie z powodu ryzyka dla źródła wody pitnej.

Odkrycie neutrin pochodzących z cyklu węglowo-azotowo-tlenowego nie tylko potwierdza teoretyczne modele procesów zachodzących w Słońcu, ale rzuca też światło na strukturę jego jądra, szczególnie zaś na koncentrację w nim metali. Tutaj trzeba podkreślić, że astrofizycy pod pojęciem „metal” rozumieją wszelkie pierwiastki o masie większej od wodoru i helu.

Liczba neutrin zarejestrowanych przez Borexino wydaje się zgodna ze standardowym modelem przewidującym, że metaliczność jądra jest podobna do metaliczności powierzchni. To ważne spostrzeżenie, gdyż w ostatnim czasie pojawiało się coraz więcej badań kwestionujących taki model.

Badania te sugerowały, że metaliczność jądra jest niższa niż powierzchni. A jako, że to skład pierwiastków decyduje o tempie przepływu energii z jądra, badania te sugerowały jednocześnie, że jądro jest nieco chłodniejsze niż sądzono. Jako, że proces, w którym powstają neutrina jest niezwykle wrażliwy na temperaturę, dane zarejestrowane przez Borexino wskazują raczej na starsze wartości temperatury, nie na te sugerowane przez nowe badania.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 25.06.2020 o 15:09, KopalniaWiedzy.pl napisał:

W procesie tym cztery protony łączą się w jądro helu.

Jądro helu zawiera tylko dwa protony. W wikipedii można przeczytać:

"Hel (He, łac. helium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 2, z grupy helowców (gazów szlachetnych) w układzie okresowym. Jest po wodorze drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie, jednak na Ziemi występuje wyłącznie w śladowych ilościach (4×10−7% w górnych warstwach atmosfery)."

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ostatecznie w cyklu p-p z czterech protonów jest jedno jądro helu (z grubsza ;))

800px-FusionintheSun.svg.png

P.S. Cóż mogę dodać? Jeśli chłopaki (i dziewczęta) naprawdę odkryli ślad neutrinowy cyklu CNO w Słońcu, to tylko wielki szacun ("jeśli" dotyczy żaren nauki, bo cza to zweryfikować).

Share this post


Link to post
Share on other sites

A co się dzieje z pozytonami? Dlaczego nie zachodzi synteza neutronu z protonu i elektronu?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wszystko zachodzi, ale to kwestia statystki (fachowo przekrój czynny). Zdecydowanie częściej pozyton anihiluje z elektronem. Bo tak widać bardziej lubi. ;)

Podobnie zresztą jak z cyklem p-p. To nie jest jeden kanał, bo jest tego sporo, ale wszystko sprowadza się do statystyki: https://en.wikipedia.org/wiki/Proton–proton_chain_reaction

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W piątek rano, 29 maja, na Słońcu doszło do najsilniejszego rozbłysku od października 2017 roku. Naukowcy klasyfikują rozbłyski słoneczne do trzech kategorii: C, M oraz X. Każda z nich oznacza rozbłysk 10-krotnie silniejszy od kategorii niższej. Wydarzenie z piątku należało do kategorii M. Być może oznacza ono, że Słońce wychodzi z cyklicznego minimum swojej aktywności.
      Jeśli rzeczywiście Słońce się budzi, to obserwujemy właśnie początek końca 24. Cyklu Słonecznego. Naukowcy liczą rozpoczęcie nowego cyklu od minium cyklu poprzedniego. Minimum zaś jest tym okresem, w którym na Słońcu pojawia się najmniej plam. Zatem o tym, że mieliśy do czynienia z minimum dowiadujemy się wówczas, gdy ono minęło. "Minie co najmniej sześć miesięcy, w czasie których będziemy obserwowali Słońce i liczyli plamy, zanim będziemy wiedzieli, kiedy miało miejsce minimum", napisali naukowcy z NASA, którzy pracują przy Sun Dynamics Observatory. To właśnie ono wykryło rozbłysk.
      "Jako, że minimum definiowane jest najmniejszą liczba plam w cyklu, musimy zaobserwować stały wzrost liczby plam, zanim stwierdzimy, kiedy było ich najmniej. To zaś oznacza, że słoneczne minimum jesteśmy w stanie rozpoznać 6 do 12 miesięcy po tym, gdy ono minęło", dodają uczeni.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      US Air Force zapowiedziały kolejną misję tajemniczego mini wahadłowca X-37B. Pojazd wystartuje 16 maja. Będzie to już jego szósty pobyt w przestrzeni kosmicznej. O wcześniejszych misjach nie wiemy praktycznie niczego, poza tym, że przeprowadzano podczas nich tajne testy. Tym razem Amerykanie uchylili jednak rąbka tajemnicy.
      Wiemy, że USA posiadają dwa mini-wahadłowce tego typu. Długość każdego z nich to 8,8 metra, a rozpiętość skrzydeł wynosi 4,6 metra. Duże wahadłowce miały długość 37 metrów, przy rozpiętości skrzydeł 24 metrów. Pierwszy start X-37B odbył się w kwietniu 2010 roku, a pojazd wrócił na Ziemię po 224 dniach. Kolejne misje były coraz dłuższe. Ostatnia, najdłuższa, odbyła się pomiędzy 7 września 2017 a 27 października 2019 roku. Trwała więc 779 dni. W czasie pierwszych czterech pojazd był wynoszony przez rakietę Atlas V, podczas ostatniej wykorzystano Falcona 9.
      Najbliższa misja, OTV-6, wystartuje na pokładzie Atlasa V. W ramach tej ważnej misji przeprowadzili więcej badań niż podczas którejkolwiek z wcześniejszych. Znajdą się wśród nich dwa eksperymenty NASA, poinformowała sekretarz US Air Force, Barbara Barrett. Wyjaśniła, że jeden z eksperymentów dla NASA będzie badał wpływ promieniowania kosmicznego na nasiona, a podczas drugiego zostanie sprawdzone zachowanie się różnych materiałów w przestrzeni kosmicznej.
      Znacznie bardziej interesująco wygląda inny eksperyment, który zostanie przeprowadzony na zlecenie U.S. Naval Research Laboratory. W jego ramach badana będzie technologia zamiany energii słonecznej na energię mikrofalową i jej transfer na Ziemię.
      Nie zdradzono przy tym żadnych szczegółów, jednak z wcześniejszych informacji napływających z Naval Research Laboratory wiemy, że z technologią taką wiązane są duże nadzieje,  Dzięki niej Amerykanie mogliby stworzyć drony pozostające w powietrzu przez bardzo długi czas, może nawet bezterminowo, gdyż otrzymywałyby energię z satelitów. Ponadto satelity byłyby zdolne do przekazywania energii w dowolne miejsce na Ziemi, ewentualnie do pojazdów kosmicznych czy innych satelitów.
      Dzięki takiej technologii jednostki wojskowe czy zespoły naukowe działające w odległych miejscach globu nie musiałyby polegać na mało wydajnej technologii fotowoltaicznej czy na ciężkich, hałaśliwych zużywających sporo paliwa generatorach. Wystarczyłoby urządzenie z anteną odbierającą mikrofale. Ta sama technologia przydałaby się w regionach katastrof, gdzie zapewniłaby energię na długo zanim możliwe byłoby odbudowanie infrastruktury.
      Przypomnijmy, że po powrocie (maj 2017) X-37B z misji OTV-4 przyznano, że w czasie misji testowano zaawansowane systemy nawigacyjne, kontrolne, napędowe, ochrony termicznej oraz systemy lotu autonomicznego, lądowania i wejścia w atmosferę. Zauważono też wówczas, że X-37B latał niezwykle nisko. Pojawiły się sugestie, że USA testują technologie pozwalające satelitom szpiegowskim na latanie nisko nad Ziemią. To pozwoliłoby na wykonywanie bardziej dokładnych zdjęć, ale wymagałoby znacznie więcej paliwa.
      Wiemy też, że w ramach OTV-6 z pokładu mini wahadłowca zostanie wypuszczony niewielki satelita FalconSat-8, który przeprowadzi pięć eksperymentów na potrzeby U.S. Air Force Academy.
      Nie wiemy za to, jak długo potrwa misja OTV-6.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Do fotosyntezy potrzebne jest nie tylko światło, ale i ciepło - dowodzą naukowcy z Lublina. Rośliny odzyskują część ciepła, które powstaje w fotosyntezie, i używają go ponownie do zasilania reakcji napędzanych światłem, w tym – do produkcji tlenu – tłumaczy prof. Wiesław Gruszecki.
      Naukowcy mają nadzieję, że wiedzę dotyczącą gospodarowania strumieniami energii w aparacie fotosyntetycznym roślin uda się wykorzystać np. w rolnictwie, by zwiększyć plony.
      Energia niezbędna do podtrzymywania życia na Ziemi pochodzi z promieniowania słonecznego. Wykorzystanie tej energii możliwe jest dzięki fotosyntezie. W ramach fotosyntezy dochodzi do przetwarzania energii światła na energię wiązań chemicznych, która może być wykorzystana w reakcjach biochemicznych. W procesie tym rośliny rozkładają też wodę, wydzielając do atmosfery tlen, potrzebny nam do oddychania.
      Do tej pory sądzono, że w fotosyntezie rośliny korzystają tylko z kwantów światła. Zespół z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej i Instytutu Agrofizyki PAN w Lublinie wskazał jednak dodatkowy mechanizm: do fotosyntezy potrzebna jest również energia cieplna, która - jak się wydawało - powstaje w tym procesie jako nieistotny skutek uboczny. Tymczasem z badań wynika, że ten „recykling energii” jest niezbędny w procesie wydajnego rozkładania wody do tlenu. Wyniki ukazały się w renomowanym czasopiśmie Journal of Physical Chemistry Letters.
      Wydajność energetyczna fotosyntezy jest niewielka – mówi w rozmowie z PAP prof. Wiesław Gruszecki z UMCS. Wyjaśnia, że roślina zamienia w biomasę najwyżej 6 proc. energii słonecznej, którą pobiera. Natomiast około 90 proc. energii pochłanianej ze światła jest oddawana do środowiska w postaci ciepła. Dotąd uważaliśmy, że frakcja oddawana do środowiska w postaci ciepła, z punktu widzenia wydajności energetycznej tego procesu, jest nieodwracalnie stracona. Ku naszemu zaskoczeniu okazało się jednak, że aparat fotosyntetyczny w roślinach jest na tyle sprytny, że potrafi jeszcze wykorzystywać część energii rozproszonej na ciepło – mówi.
      Naukowiec podkreśla, że są to badania podstawowe. Jego zdaniem mają one jednak szansę znaleźć zastosowanie choćby w rolnictwie.
      Jeśli procesy produkcji żywności się nie zmienią, to w połowie XXI wieku, kiedy Ziemię może zamieszkiwać nawet ponad 9 mld ludzi, nie starczy dla wszystkich jedzenia, tym bardziej przy niepokojących zmianach klimatycznych – alarmuje naukowiec. Badania jego zespołu są częścią międzynarodowych działań naukowców. Badają oni, co reguluje przepływy i wiązanie energii w procesie fotosyntezy. W powszechnym przekonaniu wiedza ta umożliwi inżynierię bądź selekcję gatunków roślin, które dawać będą większe plony.
      Gdyby produkować rośliny, w których ścieżka odzyskiwania energii cieplnej będzie jeszcze sprawniejsza – uważa badacz – to fotosynteza przebiegać będzie efektywniej, a roślina produkować będzie więcej biomasy. To zaś przekłada się bezpośrednio na większe plony.
      Zdaniem prof. Gruszeckiego kolejnym miejscem, gdzie można zastosować nową wiedzę, jest produkcja urządzeń do sztucznej fotosyntezy. Prace nad nimi trwają już w różnych miejscach na Ziemi, również w Polsce.
      Naukowiec wyjaśnia, na czym polegało odkrycie jego zespołu. Z badań wynika, że wśród struktur w chloroplastach, w których zachodzi fotosynteza, znajdują się kompleksy barwnikowo-białkowe. Pełnią one funkcję anten zbierających światło. Okazuje się, że kompleksy te grupują się spontanicznie w struktury zdolne do recyklingu energii rozproszonej w postaci ciepła. Anteny te przekazują również energię wzbudzenia uzyskaną z ciepła do centrów fotosyntetycznych, w których zachodzą reakcje rozszczepienia ładunku elektrycznego (w szczególności do Fotosystemu II). Proces ten wpływa na wzrost wydajności energetycznej fotosyntezy. I umożliwia wykorzystanie w tym procesie promieniowania o niższej energii (również z obszaru bliskiej podczerwieni). Wydaje się mieć to szczególne znaczenie w warunkach niskiej intensywności światła słonecznego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed kilkoma godzinami z Przylądka Canaveral wystartował Solar Orbiter, europejsko-amerykańska sonda, która dostarczy pierwszych w historii zdjęć biegunów Słońca. Kilka godzin po starcie kontrolerzy misji z Europejskiego Centrum Operacji Kosmicznych w Darmstadt odebrali informację o udanym rozłożeniu paneli słonecznych.
      Pierwsze dwa dni po starcie miną sondzie na rozkładaniu instrumentów i anten, które będą komunikowały się z Ziemią i zbierały dane naukowe. Solar Orbiter znajduje się na unikatowej trajektorii, dzięki której zbada bieguny Słońca. W ramach misji pojazd 22 razy zbliży się do naszej gwiazdy.
      Ludzie zawsze wiedzieli, że Słońce jest ważne dla życia na Ziemi, obserwowali je i badali. Od dawna też wiemy, że może ono zniszczyć życie, jeśli znajdziemy się na linii potężnego rozbłysku. Pod koniec misji Solar Orbiter będziemy wiedzieli więcej niż kiedykolwiek wcześniej o siłach drzemiących w Słońcu i jego wpływie na naszą planetę, mówi Günther Hasinger, dyrektor ds. naukowych ESA.
      Przez najbliższe trzy miesiące Solar Orbiter będzie testował 10 swoich instrumentów naukowych, by upewnić się, że wszystko działa, jak należy. Zaś za dwa lata wejdzie na pierwszą orbitę, na której zostaną rozpoczęte właściwe badania Słońca.
      Sonda będzie pracowała w dwóch głównych trybach badawczych. Część instrumentów będzie odbierała dane z najbliższego otoczenia, zbierając informację o polach elektrycznych, magnetycznych, przepływających cząstkach czy falach. Z kolei instrumenty zdalne będą fotografowały Słońce, obrazowały jego atmosferę, ruch materii, zbierały informacje na temat gwiazdy.
      Podczas pierwszej fazy misji, lotu do Słońca, która potrwa do listopada 2021 roku, zbierane będą przede wszystkim dane z otoczenia sondy. Pozostałe instrumenty będą poddawane kalibracji, by przygotować je do pracy w pobliżu Słońca. W fazie tej Solar Orbiter trzykrotnie skorzysta z asysty grawitacyjnej. Dwa razy przeleci w pobliżu Wenus (grudzień 2020, sierpień 2021) i raz w pobliżu Ziemi (listopad 2021). Po przelocie w pobliżu naszej planety rozpocznie się podstawowa część misji.
      W 2022 roku sonda zaliczy pierwszy przelot w pobliżu Słońca, znajdzie się w odległości 1/3 j.a. od gwiazdy. Podczas kolejnych etapów misji pojazd będzie korzystał z asysty grawitacyjnej Wenus, by znaleźć się coraz bliżej i bliżej gwiazdy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Osłony przeciwsłoneczne zadebiutowały w samochodach w 1924 roku w fordzie Model T. I od 100 lat praktycznie się nie zmieniły. Z jednej strony pomagają, zapobiegając oślepianiu kierowcy przez słońce, z drugiej zaś strony przeszkadzają, zasłaniając częściowo widok. Rozwiązaniem problemu może być osłona LCD zaprezentowana na targach CES.
      Bosch Virtual Visor to dzieło inżyniera Ryana Todda. Codziennie rano jedzie on na wschód, a z pracy wraca na zachód, zatem podczas każdej podróży słońce świeci mu prosto w twarz. Gdy podczas takiej podróży zastanawiał się nad kupnem nowego telewizora, uświadomił sobie, że o ile OLED generuje światło, to LCD światło blokuje. Pomyślał, że przydałoby się mieć w samochodzie LCD, który blokowałby oślepiające światło słońca. Trzy lata później Bosch zaprezentował panel LCD, który osłania oczy kierowcy przed słońcem i nie ogranicza przy tym widoczności.
      Nowatorska osłona przeciwsłoneczna to wyświetlacz LCD z wzorem w kształcie plastra miodu połączony z kamerą zwróconą w stronę kierowcy oraz elektronicznym modułem sterującym (ECU), na którym działa algorytm sztucznej inteligencji. Kamera filmuje twarz kierowcy, a obraz jest przesyłany do ECU. Tam algorytm rozpoznaje pozycję oczu, nosa, ust i czoła oraz bada rozkład cieni na twarzy. W ten sposób określa pozycję słońca w stosunku do głowy kierowcy. Jest więc w stanie określić, skąd słońce wpada do samochodu, niezależnie od kierunku jazdy. Na tej podstawie ECU odpowiednio ustawia osłonę przeciwsłoneczną i przyciemnia tylko taki jej fragment, by światło nie raziło kierowcy.
      Zastosowany algorytm świetnie sobie radzi z zadaniem i chroni kierowcę przed oślepieniem, a jednocześnie pozostawia 90% pola widzenia wolnym od zakłóceń. Całość pracuje w czasie rzeczywistym. Kierowca nie musi więc bez przerwy przesuwać osłony czy ruszać głową, by uniknąć oślepiania przez słońce.
      Dodatkową zaletą całego systemu jest fakt, że można go podłączyć do elementów już stosowanych w samochodach luksusowych. Na przykład w Cadillacu CT6 obserwująca kierowcę kamera wspomaga pracę półautonomicznego systemu sterowania. W takim przypadku wystarczy do oprogramowania dopisać odpowiedni kod, a w samochodzie zainstalować sam panel LCD.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...